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…………○…………內…………○…………裝…………○…………內…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁,總=sectionpages22頁第=page11頁,總=sectionpages11頁2025年岳麓版選修3化學上冊月考試卷含答案考試試卷考試范圍:全部知識點;考試時間:120分鐘學校:______姓名:______班級:______考號:______總分欄題號一二三四五總分得分評卷人得分一、選擇題(共7題,共14分)1、下列說法正確的是()A.P4和CH4都是正四面體分子且鍵角都為109o28’B.N、O、F電負性大小:F>O>N;第一電離能大小:F>O>NC.在共價化合物中,一定存在極性鍵,可能存在非極性鍵,一定不存在離子鍵D.在CCl4、PCl5、CS2分子中所有原子都滿足最外層為8個電子穩(wěn)定結構2、下列說法正確的是()A.sp2雜化表示s軌道的1個電子和p軌道的2個電子進行雜化B.1s22s12p1是激發(fā)態(tài)原子的電子排布式C.M能層中的原子軌道數(shù)目為3D.一個電子從3p能級躍遷到3s能級,產生的原子光譜為吸收光譜3、多原子分子中各原子若在同一平面,且有2個以上相互平行的p軌道,則p電子可在多個原子間運動,形成“離域π鍵”,下列物質中存在“離域π鍵”的是()A.SO2B.PO43-C.H2SD.HCHO4、下列分子的中心原子的雜化類型與其他不同的是()A.SiCl4B.H2SC.PCl5D.NH35、下列分子或離子中鍵角由大到小排列的是()
①BCl3?②NH3?③H2O④PCl4+?⑤HgCl2A.⑤④①②③B.⑤①④②③C.④①②⑤③D.③②④①⑤6、某物質分子式為C2H4,下列說法不正確的是A.該分子中既含有極性共價鍵,又含有非極性共價鍵B.該分子是極性分子C.該分子中六個原子位于同一平面,鍵角為120oD.該物質難溶于水7、下列關于晶體的說法中;不正確的是()
①晶體中粒子呈周期性有序排列;有自范性;而非晶體中粒子排列相對無序,無自范性。
②含有金屬陽離子的晶體一定是離子晶體。
③共價鍵可決定分子晶體的熔;沸點。
④在水中;冰醋酸的溶解度比碘的溶解度大。
⑤MgO的晶格能遠比NaCl大;這是因為前者粒子所帶的電荷多,粒子半徑小。
⑥金屬原子在二維平面里放置得到非密置層和密置層兩種方式,配位數(shù)分別為4和6A.①②B.②③C.④⑤D.⑤⑥評卷人得分二、填空題(共9題,共18分)8、SCN-、NO2+具有相同的原子個數(shù),價電子數(shù)總是16,因此他們的結構與第二周期兩元素組成的___分子的結構相同,微粒呈___形,中心原子___雜化。9、下圖是一種鈀(Pd)的氯配合物X的晶胞結構。回答下列問題:
請回答下列問題:
(1)基態(tài)Cl原子中存在未成對電子的能級,畫出其該能級的軌道表示式______。
(2)下列關于Cl元素的敘述正確的是______(填序號)。
A.Cl2分子中無π鍵B.Cl是p區(qū)主族元素。
C.第一電離能:ClD.電負性:Cl>S
(3)NCl3分子的中心原子N的雜化方式是______。
(4)NH3常作制冷劑,其鍵角______(填“大于”或“小于”)NH4+的鍵角,NH3的沸點高于N2沸點的主要原因是______。
(5)物質X的晶體類型為______,其中的Pd元素的化合價為______、配位數(shù)為______。
(6)配合物Y是含有Pd的平面四方的配合物,經(jīng)過元素分析與計算可知Y中Pd:Cl:N:H的數(shù)量比=1:2:2:6。試畫出配合物Y的可能結構______。10、元素的第一電離能:Al_________Si(填“>”或“<”)11、(1)某科學工作者通過射線衍射分析推測膽礬中既含有配位鍵;又含有氫鍵,其結構可能如圖所示,其中配位鍵和氫鍵均用虛線表示。
①寫出基態(tài)Cu原子的核外電子排布式:__。
②寫出圖中水合銅離子的結構簡式(必須將配位鍵表示出來):__。
(2)很多不飽和有機物在Ni的催化作用下可以與H2發(fā)生加成反應,如①CH2=CH2、②CHCH、③④HCHO等,其中碳原子采取sp2雜化的分子有__(填序號),推測HCHO分子的立體構型為__形。12、S與O可形成
(1)的空間構型為_____________________。
(2)寫出一種與互為等電子體的分子的化學式:____________________。13、數(shù)十億年來,地球上的物質不斷的變化,大氣的成分也發(fā)生了很大的變化.下表是原始大氣和目前空氣的主要成分,用下表涉及的分子回答下列問題。原始大氣的主要成分CH4、NH3、CO、CO2等目前空氣的主要成分N2、O2、CO2、水蒸氣、稀有氣體(He、Ne等)
(1)含有非極性共價鍵的分子是______(填化學式)
(2)含有極性共價鍵的非極性分子是______(填化學式)
(3)H2O中心原子的雜化方式及分子構型為______
(4)圖中每條折線表示周期表ⅣA~ⅦA中的某一族元素氫化物的沸點變化,每個小黑點代表一種氫化物。其中代表CH4的是______(填字母序號)
(5)根據(jù)NH3?H2O?NH4++OH-,用氫鍵表示式寫出氨分子和水分子之間最主要存在的氫鍵形式______14、氮元素可以形成多種化合物.請回答以下問題:
⑴基態(tài)氮原子的價電子排布式是____________。
⑵肼(N2H4)分子可視為NH3分子中的一個氫原子被—NH2(氨基)取代形成的另一種氮的氫化物.
①請用價電子層對互斥理論推測NH3分子的空間構型是__________________,其中H—N—H的鍵角為___________________,請根據(jù)價層電子對互斥理論解釋其鍵角小于109°28′的原因:_______。
②肼可用作火箭燃料;燃燒時發(fā)生的反應是:
N2O4(l)+2N2H4(l)═3N2(g)+4H2O(g)△H=-1038.7kJ·mol﹣1
若該反應中有4molN—H鍵斷裂,則形成π鍵的數(shù)目為__________。
⑶比較氮的簡單氫化物與同族第三、四周期元素所形成氫化物的沸點高低并說明理由___________________________________________。15、鎂;鋁、硅、銀、鐵的單質及其化合物在建筑業(yè)、飛機制造業(yè)、電子工業(yè)和石油化工等方面應用廣泛?;卮鹣铝袉栴}:
(1)Fe3+價層電子的軌道表達式(電子排布圖)為__。
(2)晶體硅屬于______晶體。硅能形成多種化合物(如SiH4、Si2H4等),SiH4的分子的立體構型為____;Si2H4分子中含有的σ鍵和π鍵的數(shù)目之比為____。
有機物種類繁多的原因其中之一就是因為碳原子之間既可以形成單鍵又可以形成雙鍵和三鍵,Si和Ge與C是同主族價電子數(shù)相同,但是Si和Ge就難形成雙鍵或三鍵,原因是________
(3)Mg、Al、Si的第一電離能由大到小順序:______________
(4)Ca和Fe屬于同一周期,且核外最外層電子構型相同,但金屬Ca的熔點、沸點等都比金屬Fe低,原因是______。
(5)Ag晶體的堆積方式為面心立方最密堆積(如圖所示),晶胞中Ag原子的配位數(shù)為______;設Ag原子半徑為rcm,阿伏加德羅常數(shù)的值用NA表示,則Ag晶體的密度為______g·cm-3(寫出表達式)。
16、硼及其化合物在新材料;工農業(yè)生產等方面用途很廣。請回答下列問題:
元素的基態(tài)原子的價電子排布圖為______,B、N、O元素的第一電離能由大到小的順序為______。
三氟化硼在常溫常壓下為具有刺鼻惡臭和強刺激性氣味的無色有毒腐蝕性氣體,其分子的立體構型為______,B原子的雜化類型為______。
自然界中,含B的鈉鹽是一種天然礦藏,其化學式寫作實際上它的陰離子結構單元是由兩個和兩個縮合而成的雙六元環(huán),應該寫成其結構式如圖1,它的陰離子可形成鏈狀結構。該陰離子由極性鍵和配位鍵構成,請在答題卷中抄上圖1結構式后用“”標出其中的配位鍵,該陰離子通過______相互結合形成鏈狀結構。
科學家發(fā)現(xiàn)硼化鎂在39K時有超導性,在硼化鎂晶體的理想模型中,鎂原子和硼原子是分層排布的,一層鎂一層硼相間排列。圖2是該晶體微觀結構中取出的部分原子沿z軸方向的投影,白球是鎂原子投影,黑球是硼原子投影。則硼化鎂的化學式為______。
磷化硼是一種有價值的超硬耐磨涂層材料,這種陶瓷材料可作為金屬表面的保護薄膜。磷化硼晶胞如圖3所示,在BP晶胞中B的堆積方式為______,當晶胞晶格參數(shù)為478pm時,磷化硼中硼原子和磷原子之間的最近距離為______cm。評卷人得分三、計算題(共5題,共10分)17、鐵有δ;γ、α三種同素異形體;三種晶體在不同溫度下能發(fā)生轉化。
(1)δ、γ、α三種晶體晶胞中鐵原子的配位數(shù)之比為_________。
(2)若δ-Fe晶胞邊長為acm,α-Fe晶胞邊長為bcm,則兩種晶胞空間利用率之比為________(用a、b表示)
(3)若Fe原子半徑為rpm,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,則γ-Fe單質的密度為_______g/cm3(用含r的表達式表示;列出算式即可)
(4)三氯化鐵在常溫下為固體,熔點為282℃,沸點為315℃,在300℃以上升華,易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有機溶劑。據(jù)此判斷三氯化鐵的晶體類型為______。18、SiC有兩種晶態(tài)變體:α—SiC和β—SiC。其中β—SiC為立方晶胞;結構與金剛石相似,晶胞參數(shù)為434pm。針對β—SiC回答下列問題:
⑴C的配位數(shù)為__________。
⑵C和Si的最短距離為___________pm。
⑶假設C的原子半徑為r,列式并計算金剛石晶體中原子的空間利用率_______。(π=3.14)19、金屬Zn晶體中的原子堆積方式如圖所示,這種堆積方式稱為____________。六棱柱底邊邊長為acm,高為ccm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,Zn的密度為________g·cm-3(列出計算式)。
20、如圖是金屬鎢晶體中的一個晶胞的結構模型(原子間實際是相互接觸的)。它是一種體心立方結構。實驗測得金屬鎢的密度為19.30g·cm-3;鎢的相對原子質量為183.9.假定金屬鎢為等直徑的剛性球,請回答以下各題:
(1)每一個晶胞中分攤到__________個鎢原子。
(2)計算晶胞的邊長a。_____________
(3)計算鎢的原子半徑r(提示:只有體對角線上的各個球才是彼此接觸的)。___________
(4)計算金屬鎢原子采取的體心立方密堆積的空間利用率。____________21、NaCl是重要的化工原料。回答下列問題。
(1)元素Na的焰色反應呈_______色。價電子被激發(fā)到相鄰高能級后形成的激發(fā)態(tài)Na原子,其價電子軌道表示式為_______。
(2)KBr具有NaCl型的晶體結構,但其熔點比NaCl低,原因是________________。
(3)NaCl晶體在50~300GPa的高壓下和Cl2反應;可以形成一種晶體,其立方晶胞如圖所示(大球為Cl,小球為Na)。
①若A的原子坐標為(0,0,0),B的原子坐標為(0,),則C的原子坐標為_______。
②晶體中,Cl構成的多面體包含______個三角形的面,與Cl緊鄰的Na個數(shù)為_______。
③已知晶胞參數(shù)為apm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該晶體的密度為_________g·cm-3(列出計算式)。評卷人得分四、工業(yè)流程題(共1題,共3分)22、飲用水中含有砷會導致砷中毒,金屬冶煉過程產生的含砷有毒廢棄物需處理與檢測。冶煉廢水中砷元素主要以亞砷酸(H3AsO3)形式存在;可用化學沉降法處理酸性高濃度含砷廢水,其工藝流程如下:
已知:①As2S3與過量的S2-存在反應:As2S3(s)+3S2-(aq)?2(aq);
②亞砷酸鹽的溶解性大于相應砷酸鹽。
(1)砷在元素周期表中的位置為_______;AsH3的電子式為______;
(2)下列說法正確的是_________;
a.酸性:H2SO4>H3PO4>H3AsO4
b.原子半徑:S>P>As
c.第一電離能:S
(3)沉淀X為__________(填化學式);
(4)“一級沉砷”中FeSO4的作用是________。
(5)“二級沉砷”中H2O2與含砷物質反應的化學方程式為__________;
(6)關于地下水中砷的來源有多種假設,其中一種認為富含砷的黃鐵礦(FeS2)被氧化為Fe(OH)3,同時生成導致砷脫離礦體進入地下水。FeS2被O2氧化的離子方程式為______________。評卷人得分五、實驗題(共1題,共4分)23、現(xiàn)有兩種配合物晶體[Co(NH3)6]Cl3和[Co(NH3)5Cl]Cl2,一種為橙黃色,另一種為紫紅色。請設計實驗方案將這兩種配合物區(qū)別開來_____________________________。參考答案一、選擇題(共7題,共14分)1、C【分析】【詳解】
A.P4和CH4都是正四面體,但白磷中鍵角為60°,CH4鍵角為109°28ˊ;故A錯誤;
B.得電子能力F>O>N;所以電負性是:F>O>N,同一周期元素中,元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢,但第IIA族;第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素,故第一電離能順序為:F>N>O,故B錯誤;
C.只含共價鍵的化合物是共價化合物;化合物是不同元素之間形成的化合物,而不同元素之間形成的極性鍵,也可能存在非極性鍵,如共價化合物過氧化氫中既有極性鍵,也存在非極性鍵,故C正確;
D.對于共價化合物元素化合價絕對值+元素原子的最外層電子層=8,則該元素原子滿足8電子結構,而PCl5中P元素化合價為+5價;P原子最外層電子數(shù)是5,5+5=10,則P原子不滿足8電子結構,故D錯誤;
故答案為C。
【點睛】
明確常見8e結構的判斷方法,ABn型分子中,①A的族序數(shù)+成鍵數(shù)n=8,則所有原子的最外層電子都滿足8e-穩(wěn)定結構,氫化物除外;②若A或B原子的價電子數(shù)+|A或B元素的化合價|=8,則該原子滿足最外層8電子結構,反之不滿足最外層8電子穩(wěn)定結構。2、B【分析】【詳解】
A.sp2雜化表示1個s軌道和2個p軌道進行雜化形成3個能量相同的軌道;A錯誤;
B.2p軌道電子的能量比2s軌道的電子能量高,原子核外電子總是盡先排布在能量較低的能級上,只有當能量較低的能級排滿后,才依次排在能量稍高的能級上,一個2s軌道最多排布2個自旋方向相反的電子,所以1s22s12p1是激發(fā)態(tài)原子的電子排布式;B正確;
C.M能層中有1個s軌道;3個p軌道、5個d軌道;其原子軌道數(shù)目為1+3+5=9個,C錯誤;
D.原子核外電子的p軌道的能量比s軌道的能量高;當一個電子從3p能級躍遷到3s能級,多余的能量釋放出來,因此產生的原子光譜為發(fā)射光譜,D錯誤;
故合理選項是B。3、A【分析】【詳解】
形成“離域π鍵”的形成條件是“原子都在同一平面且有2個以上相互平行的p軌道”,根據(jù)價層電子對互斥理論,PO43-為正四面體結構,原子不處于同一平面內,H2S、HCHO中H原子沒有p軌道,不具備“離域π鍵”的形成條件,SO2為平面三角形形結構,有2個以上相互平行的p軌道,可以形成“離域π鍵”,答案選A。4、C【分析】【分析】
根據(jù)分子的組成判斷形成的鍵數(shù)目以及孤電子對數(shù)目;以此判斷雜化類型。
【詳解】
A.SiCl4中C形成4個鍵,無孤電子對,為sp3雜化;
B.H2S中S形成2個鍵,孤電子對=(6-2×2)=2,為sp3雜化;
C.PCl5中P形成5個鍵,沒有孤電子對,為sp3d雜化;
D.NH3中N形成3個鍵,孤電子對=(5-3×1)=1,為sp3雜化;
所以四種分子中中心原子雜化類型與三個不同的是PCl5,答案選C。5、B【分析】【分析】
根據(jù)題中分子或離子中鍵角由大到小可知;本題考查鍵角判斷,運用VSEPR理論分析。
【詳解】
根據(jù)VSEPR理論價電子對數(shù)為根據(jù)雜化軌道理論,中心B原子為雜化,鍵角為
根據(jù)VSEPR理論價電子對數(shù)為根據(jù)雜化軌道理論,中心N原子為雜化,理論上正四面體構型鍵角為由于分子中孤電子對存在,孤電子對斥力大于鍵合電子對斥力,使鍵角
根據(jù)VSEPR理論價電子對數(shù)為根據(jù)雜化軌道理論,中心O原子為雜化,理論上正四面體構型鍵角為由于分子中存在兩對孤電子對,且孤電子對斥力大于鍵合電子對斥力,且存在兩對孤電子對,使得鍵角比分子的鍵角還??;
根據(jù)VSEPR理論價電子對數(shù)為根據(jù)雜化軌道理論,中心P原子為雜化,鍵角為
根據(jù)VSEPR理論價電子對數(shù)為根據(jù)雜化軌道理論,中心Hg原子為sp雜化,鍵角為
綜上,鍵角由大到小的順序為
答案選B。6、B【分析】【詳解】
A.乙烯分子中含有C=C和C—H;分別為非極性共價鍵和極性共價鍵,故A正確;
B.乙烯分子結構對稱;正負電荷重心重合,為非極性分子,故B錯誤;
C.乙烯分子為平面形結構;六個原子位于同一平面,鍵角為120o,故C正確;
D.C2H4為非極性分子;難溶于水,故D正確。
綜上所述,答案為B。7、B【分析】【分析】
【詳解】
①晶體中粒子在三維空間里呈周期性有序排列;有自范性;而非晶體中原子排列相對無序,無自范性,①正確;
②含有金屬陽離子的晶體是離子晶體或金屬晶體;金屬晶體是金屬陽離子和自由電子構成的,故②錯誤;
③分子晶體的熔;沸點由分子間作用力決定;與分子中的共價鍵無關,故③錯誤;
④冰醋酸為乙酸的固態(tài)形式;乙酸與水以任意比互溶,碘在水中溶解度很小,在水中,冰醋酸的溶解度比碘的溶解度大,故④正確;
⑤MgO和NaCl兩種晶體中,半徑:Mg2++、O2--;則MgO的晶格能較大,所以其熔點比較高,故⑤正確;
⑥金屬晶體中的原子在二維空間密置層;配位數(shù)為6,非密置層,配位數(shù)為4,故⑥正確;
故選B。二、填空題(共9題,共18分)8、略
【分析】【分析】
根據(jù)價電子數(shù)C=N+;計算出碳原子價層電子對數(shù),再得出雜化方式和分子構型。
【詳解】
根據(jù)價電子數(shù)C=N+,SCN-、NO2+具有相同的原子個數(shù),價電子數(shù)總是16,因此他們的結構與第二周期兩元素組成的CO2分子的結構相同,CO2分子中碳原子價層電子對數(shù)為中心原子sp雜化,微粒呈直線形;故答案為:CO2;直線;sp?!窘馕觥竣?CO2②.直線③.sp9、略
【分析】【分析】
(1)基態(tài)Cl原子的電子排布式為1s22s22p63s23p5;據(jù)此分析解答;
(2)根據(jù)Cl2分子的結構式為Cl-Cl和Cl原子的電子排布式為1s22s22p63s23p5結合元素周期律分析判斷;
(3)NCl3分子的中心原子N上含有3個N-Clσ鍵;還含有1個孤電子對,據(jù)此分析解答;
(4)孤電子對與成鍵電子對間的排斥力大于成鍵電子對與成鍵電子對間的排斥力;據(jù)此判斷鍵角的大??;結合氫鍵對物質性質的影響分析解答;
(5)根據(jù)物質X的晶體結構圖,結構中含有等微粒,每個Pd原子周圍有6個Cl原子,根據(jù)均攤法計算Pd原子和Cl原子數(shù),同時判斷含有的數(shù);再根據(jù)化合價的代數(shù)和為0,計算Pd元素的化合價;
(6)配合物Y是含有Pd的平面四方的配合物;說明Pd在四邊形的內部,結合Y中Pd:Cl:N:H的數(shù)量比=1:2:2:6,分析判斷可能的結構。
【詳解】
(1)基態(tài)Cl原子的電子排布式為1s22s22p63s23p5,其中存在未成對電子的能級為3p,該能級的軌道表示式為故答案為:
(2)A.Cl2分子的結構式為Cl-Cl;分子中無π鍵,故A正確;
B.Cl原子的電子排布式為1s22s22p63s23p5;是p區(qū)主族元素,故B正確;
C.同一周期;從左到右,元素的第一電離能呈增大趨勢,但第IIA族;第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素,因此第一電離能:Cl>S,故C錯誤;
D.元素的非金屬性越強,電負性越大,電負性:Cl>S;故D正確;
故答案為:ABD;
(3)NCl3分子的中心原子N上含有3個N-Clσ鍵,還含有1個孤電子對,價層電子對數(shù)為4,雜化方式是sp3,故答案為:sp3;
(4)孤電子對與成鍵電子對間的排斥力大于成鍵電子對與成鍵電子對間的排斥力,NH3分子中存在孤電子對,使得鍵角小于NH4+的鍵角,NH3分子間存在氫鍵,使得氨氣的沸點高于N2沸點,故答案為:小于;NH3分子間有氫鍵,N2分子間無氫鍵,致使NH3的沸點更高;
(5)根據(jù)物質X的晶體結構圖,結構中含有等微粒,說明該晶體屬于離子晶體;根據(jù)圖示,每個Pd原子周圍有6個Cl原子,Pd的配位數(shù)為6,該晶胞中含有8×+6×=4個Pd原子,則含有24個Cl原子,同時含有8個根據(jù)化合價的代數(shù)和為0,其中Pd元素的化合價為=+4;故答案為:離子晶體;+4;6;
(6)配合物Y是含有Pd的平面四方的配合物,說明Pd在平面四邊形的內部,配位數(shù)為4,根據(jù)Y中Pd:Cl:N:H的數(shù)量比=1:2:2:6,則結構中含有1個Pd原子,2個Cl原子和2個氨分子,則該配合物Y的結構可能為故答案為:
【點睛】
本題的難點為(5),要注意均攤法在晶胞結構中的靈活應用,關鍵是氯原子數(shù)目的計算,易錯點為(6),要注意(6)中Pd的配位數(shù)與(5)中不一定相等?!窘馕觥緼BDsp3小于NH3分子間有氫鍵,N2分子間無氫鍵,氫鍵使NH3的沸點更高離子晶體+4610、略
【分析】【詳解】
同周期;從左到右,總體上第一電離能逐漸增大(第二和第五主族例外);故鋁的第一電離能小于硅。
答案為:<?!窘馕觥?lt;11、略
【分析】【分析】
(1)①銅是29號元素,其原子核外有29個電子,根據(jù)構造原理書寫其基態(tài)原子核外電子排布式;②CuSO4?5H2O中銅離子含有空軌道;水分子含有孤對電子對,銅離子與水分子之間形成配位鍵,銅離子配體數(shù)為4,據(jù)此書寫水合銅離子的結構簡式;
(2)根據(jù)雜化軌道數(shù)判斷雜化類型;雜化軌道數(shù)=σ鍵數(shù)+孤對電子對數(shù);根據(jù)雜化軌道方式及雜化軌道成鍵情況判斷HCHO立體結構。
【詳解】
①銅是29號元素,其原子核外有29個電子,根據(jù)構造原理知,其基態(tài)原子核外電子排布式為:1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1,故答案為:1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1;
②CuSO4?5H2O中銅離子含有空軌道,水分子含有孤對電子對,銅離子與水分子之間形成配位鍵,銅離子配體數(shù)為4,水合銅離子的結構簡式為故答案為:
(2)①CH2=CH2中每個碳原子成2個C-Hσ鍵,1個碳碳雙鍵,雙鍵中含有1個σ鍵、1個π鍵,雜化軌道數(shù)為2+1=3,所以碳原子采取sp2雜化;②CH≡CH中每個碳原子成1個C-Hσ鍵,1個碳碳三鍵,三鍵中含有1個σ鍵、2個π鍵,雜化軌道數(shù)為1+1=2,所以碳原子采取sp雜化;③苯中每個碳原子成1個C-Hσ鍵,2個C-Cσ鍵,同時參與成大π鍵,雜化軌道數(shù)為1+2=3,所以碳原子采取sp2雜化;④HCHO中碳原子成2個C-Hσ鍵,1個碳氧雙鍵,雙鍵中含有1個σ鍵、1個π鍵,雜化軌道數(shù)為2+1=3,所以碳原子采取sp2雜化;故①③④采取sp2雜化;HCHO中碳原子采取sp2雜化;雜化軌道為平面正三角形,沒有孤對電子對,參與成鍵的原子不同,所以HCHO為平面三角形,故答案為:①③④;平面三角。
【點睛】
本題的易錯點為(2)中苯中C的雜化類型的判斷,要注意苯分子中形成的是大π鍵,其中沒有σ鍵?!窘馕觥?s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1①③④平面三角12、略
【分析】【分析】
(1)由中心原子的雜化方式及與它形成共價鍵的原子個數(shù),便可確定的空間構型。
(2)分析的原子總數(shù)和價電子總數(shù);依據(jù)“就近原則”,可確定它的等電子體的化學式。
【詳解】
(1)的中心原子S的價電子對數(shù)孤電子對數(shù)S采用雜化,的空間構型為正四面體。答案為:正四面體;
(2)與互為等電子體的分子應為AB4型結構,且中心A原子的價電子對數(shù)為30。我們可把顯負價的元素定為F或Cl,從而得出中心原子可能為C或Si,一種與互為等電子體的分子的化學式CCl4(或SiCl4,其他合理答案也可)。答案為:CCl4(或SiCl4;其他合理答案也可)。
【點睛】
若不注意審題,很容易忽視“分子的化學式”,而寫成離子的化學式?!窘馕觥竣?正四面體②.CCl4(或SiCl4,其他合理答案也可)13、略
【分析】【分析】
同種非金屬元素之間存在非極性共價鍵;正負電荷重心重合的分子為非極性分子,根據(jù)中心原子的價層電子對數(shù)確定雜化方式,根據(jù)價層電子對互斥理論確定分子的空間構型,非金屬元素的氫化物沸點隨著相對分子質量的增大而升高,存在氫鍵的物質的沸點較高;在氨水中,水分子的氫原子和氨氣分子中的氮原子之間存在氫鍵。
【詳解】
(1)氮氣和氧氣都是雙原子分子,同種非金屬原子之間存在非極性共價鍵,所以含有非極性共價鍵的分子是N2、O2;
故答案為:N2、O2;
(2)甲烷中碳原子和氫原子之間存在極性鍵;甲烷是正四面體結構,二氧化碳分子中碳原子和氧原子之間存在極性鍵,二氧化碳是直線型結構,甲烷和二氧化碳分子中正負電荷重心重合,所以甲烷和二氧化碳是非極性分子;
答案為:CH4、CO2;
(3)水分子中價電子數(shù)=2+(6-2×1)=4;水分子中含有2個孤電子對,所以氧原子采取sp3雜化,分子空間構型為V型;
答案為:sp3;V型;
(4)氫化物的沸點變化規(guī)律的圖象中;折線D可以得出該族元素的氫化物的沸點隨著原子序數(shù)的遞增,從上到下是逐漸升高的,符合第IVA元素的性質,甲烷屬于第IVA族元素的氫化物,相對分子質量最小,沸點最低,故選D;
答案為D;
(5)氨水中,H2O中H原子與NH3分子中的N原子形成氫鍵;即O-HN;
答案為:O-HN
【點睛】
本題涉及到了非極性分子的判斷、原子的雜化方式、分子的空間構型等知識點,難度不大,原子的雜化方式、分子的空間構型、氫鍵等知識點是高考的熱點,應重點掌握?!窘馕觥竣?N2、O2②.CH4、CO2③.sp3V形④.D⑤.O—HN14、略
【分析】【分析】
⑴N基態(tài)氮原子電子排布式為1s22s22p3,基態(tài)氮原子價電子排布式是2s22p3;故答案為:2s22p3。
⑵①先計算NH3分子中氮原子價層電子對數(shù),根據(jù)孤電子對影響鍵角進行分析;②有4molN—H鍵斷裂即1molN2H4反應;生成1.5mol氮氣進行分析。
⑶NH3、AsH3、PH3是分子晶體,NH3可形成分子間氫鍵,AsH3、PH3根據(jù)相對分子質量越大;范德華力越大,熔沸點越高進行分析。
【詳解】
⑴N核外有7個電子,其基態(tài)氮原子電子排布式為1s22s22p3,基態(tài)氮原子價電子排布式是2s22p3;故答案為:2s22p3。
⑵①NH3分子中氮原子價層電子對數(shù)為推測出NH3分子的空間構型是三角錐形,其中H—N—H的鍵角為107°18′,請根據(jù)價層電子對互斥理論解釋其鍵角小于109°28′的原因是NH3分子含有1個孤電子對,孤電子對影響鍵角;故答案為:三角錐形;NH3分子含有1個孤電子對;孤電子對影響鍵角。
②若該反應中有4molN—H鍵斷裂即1molN2H4反應,生成1.5mol氮氣,因此形成π鍵的數(shù)目為3NA;故答案為:3NA。
⑶比較氮的簡單氫化物與同族第三、四周期元素所形成氫化物的沸點高低并說明理由,NH3可形成分子間氫鍵,沸點最高,AsH3、PH3是分子晶體,根據(jù)相對分子質量越大,范德華力越大,熔沸點越高分析得到AsH3相對分子質量比PH3大,分子間作用力大,因而AsH3比PH3沸點高;故答案為:NH3>AsH3>PH3,NH3可形成分子間氫鍵,沸點最高,AsH3相對分子質量比PH3大,分子間作用力大,因而AsH3比PH3沸點高。
【點睛】
物質結構是??碱}型,主要考查電子排布式、分子構型,共價鍵分類,鍵角分析、熔沸點分析?!窘馕觥竣?2s22p3;②.三角錐形③.107°18′④.NH3分子含有1個孤電子對,孤電子對影響鍵角⑤.3NA⑥.NH3>AsH3>PH3,NH3可形成分子間氫鍵,沸點最高,AsH3相對分子質量比PH3大,分子間作用力大,因而AsH3比PH3沸點高。15、略
【分析】【分析】
根據(jù)Fe核電荷數(shù)為26,核外26個電子,F(xiàn)e3+則失去最外層4s上2個電子和3d軌道上一個電子,寫出價電子的軌道表達式;根據(jù)Si晶體的結構推出晶體類型,由VSEPR理論確定SiH4的空間構型,由C2H4結構類推Si2H4中σ鍵;π鍵;由Si、Ge原子半徑大,原子間形成σ鍵長,P-P軌道不能重疊,說明難形成雙鍵或叁鍵;根據(jù)第一電離能遞變規(guī)律,判斷電離能的大??;根據(jù)Ca的原子半徑比Fe大,形成金屬鍵弱來解釋;根據(jù)晶體的結構,進行晶胞的相關計算。
【詳解】
(1)Fe元素為26號元素,原子核外有26個電子,所以核外電子排布式為:1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2,F(xiàn)e3+的價層電子為其3d能級上5個電子,F(xiàn)e3+的價層電子的電子排布圖為:答案為:
(2)晶體硅是Si原子間通過共價鍵形成的網(wǎng)狀立體結構,屬于原子晶體,SiH4的中心原子的價層電子對數(shù)=4+(4?1×4)=4,沒有孤電子對,故中心原子的雜化軌道類型為sp3雜化,其分子的立體構型為正四面體,鍵角109°28',Si2H4分子與乙烯一致,Si原子成2個Si-H鍵、1個Si=Si鍵,單鍵是σ鍵,雙鍵中含有1個σ鍵、1個π鍵,故分子中含有5個σ鍵、1個π鍵,1molSi2H4分子中含有σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為5:1;因為Si;Ge原子半徑大,原子間形成σ鍵長,P-P軌道幾乎不能重疊,難以形成穩(wěn)定的π鍵,所以不易形成雙鍵或三鍵,答案為原子,正四面體,5:1,因為Si、Ge原子半徑大,原子間形成σ鍵長,P-P軌道幾乎不能重疊,難以形成穩(wěn)定的π鍵,所以不易形成雙鍵或三鍵。
(3)同一周期元素;元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢,但第IIA族;第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素,Mg、Al、Si為同一周期元素,鎂為IIA族元素,所以元素第一電離能:Si>Mg>Al;答案為Si>Mg>Al。
(4)與Fe相比Ca的原子半徑較大;且價電子較少,金屬鍵較弱,則金屬Ca的熔點;沸點等都比金屬Fe低;答案為金屬Ca的原子半徑較大,且價電子較少,金屬鍵較弱。
(5)由晶胞圖可知,Ag為面心立方最密堆積,以頂點Ag原子研究,其配原子位于晶胞面心,每個頂點為8個晶胞共用,每個面心為2個晶胞共用,故其配原子數(shù)目為=12,處于面對角線上的原子相鄰,Ag原子半徑為rcm,則晶胞棱長為2rcm,晶胞中Ag原子數(shù)目=8×+6×=4,晶胞質量=4×g,晶體密度=(4×g)÷(2rcm)3=g?cm-3;答案為:12,【解析】①.②.原子③.正四面體形④.5:1⑤.Si、Ge原子半徑大,原子間形成σ鍵長,P-P軌道幾乎不能重疊,難以形成穩(wěn)定的π鍵,所以不易形成雙鍵或三鍵⑥.Si>Mg>Al⑦.Ca的原子半徑較大,且價電子較少,金屬鍵較弱⑧.12⑨.16、略
【分析】【分析】
元素處于第二周期IIIA族,價電子排布式為結合泡利原理;洪特規(guī)則畫出價電子排布圖;同周期主族元素隨原子序數(shù)增大第一電離能呈增大趨勢,但IIA族、VA族元素原子最高能級為全充滿或半充滿穩(wěn)定狀態(tài),第一電離能高于同周期相鄰的元素;
分子的中心B原子孤電子對數(shù)價層電子對數(shù)B原子雜化軌道數(shù)目為3;
形成4個鍵的B原子中含有1個配位鍵;氫氧根離子中氧原子與B原子之間形成配位鍵;該陰離子通過氫鍵相互結合形成鏈狀結構;
個B原子為3個Mg原子共用;1個Mg原子為6個B原子共用,均攤法計算硼原子和鎂原子的個數(shù)之比,確定硼化鎂的化學式;
由晶胞結構可知,晶胞中B原子處于晶胞頂點與面心,B的堆積方式為面心立方最密堆積;P原子與周圍的4個B原子最近且形成正四面體結構,二者連線處于體對角線上,為體對角線的
【詳解】
原子核外電子排布式為由泡利原理、洪特規(guī)則,核外電子排布圖為同周期主族元素隨原子序數(shù)增大第一電離能呈增大趨勢,N元素原子2p軌道為半充滿穩(wěn)定狀態(tài),第一電離能高于同周期相鄰的元素,故第一電離能:
故答案為:
分子的中心B原子孤電子對數(shù)價層電子對數(shù)分子空間構型為平面正三角形,B原子的雜化軌道類型為
故答案為:平面正三角形;
形成4個鍵的B原子中含有1個配位鍵,氫氧根離子中氧原子與B原子之間形成配位鍵,圖1中用“”標出其中的配位鍵為:該陰離子通過氫鍵相互結合形成鏈狀結構;
故答案為:氫鍵;
根據(jù)投影可知,1個B原子為3個Mg原子共用,1個Mg原子為6個B原子共用,故一個Mg原子的B原子為由此可知Mg、B原子數(shù)目之比為1:2,故硼化鎂的化學式為
故答案為:
由晶胞結構可知,晶胞中B原子處于晶胞頂點與面心,B的堆積方式為面心立方最密堆積;P原子與周圍的4個B原子最近且形成正四面體結構,二者連線處于體對角線上,為體對角線的立方體的每條邊長為478pm,則晶胞體對角線長為則P原子與B原子最近距離為
故答案為:面心立方最密堆積;【解析】平面正三角形氫鍵面心立方最密堆積三、計算題(共5題,共10分)17、略
【分析】【分析】
(1)根據(jù)各種晶體結構中微粒的空間位置確定三種晶體晶胞中鐵原子的配位數(shù);然后得到其比值;
(2)先計算出兩種晶體中Fe原子個數(shù)比;然后根據(jù)密度定義計算出其密度比,就得到其空間利用率之比;
(3)先計算γ-Fe晶體中Fe原子個數(shù),根據(jù)Fe原子半徑計算晶胞的體積,然后根據(jù)計算晶體的密度;
(4)根據(jù)物質的熔沸點;溶解性等物理性質分析判斷。
【詳解】
(1)δ-Fe晶體中與每個鐵原子距離相等且最近的鐵原子是晶胞頂點的Fe異種;個數(shù)是8個;
γ-Fe晶體中與每個鐵原子距離相等且最近的鐵原子個數(shù)=3××8=12;
α-Fe晶體中與每個鐵原子距離相等且最近的鐵原子是相鄰頂點上鐵原子;鐵原子個數(shù)=2×3=6;
則三種晶體晶胞中鐵原子的配位數(shù)的比為8:12:6=4:6:3;
(2)若δ-Fe晶胞邊長為acm,α-Fe晶胞邊長為bcm,則兩種晶體中鐵原子個數(shù)之比=(1+):(8×)=2:1,密度比==2b3:a3,晶體的密度比等于物質的空間利用率之比,所以兩種晶體晶胞空間利用率之比為2b3:a3;
(3)在γ-Fe晶體中Fe原子個數(shù)為8×+6×=4,F(xiàn)e原子半徑為rpm,假設晶胞邊長為L,則L=4rpm,所以L=2rpm=2×10-10cm,則晶胞的體積V=L3=(2×10-10)cm3,所以γ-Fe單質的密度
(4)FeCl3晶體的熔沸點低;易溶于水,也易溶于乙醚;丙酮等有機溶劑,根據(jù)相似相溶原理,結合分子晶體熔沸點較低,該物質的熔沸點較低,屬于分子晶體。
【點睛】
本題考查了Fe的晶體類型的比較、晶體空間利用率和密度的計算、鐵元素化合物晶體類型的判斷。學會利用均攤方法分析判斷晶胞中鐵原子數(shù)目,熟練掌握各種類型晶體的特點,清楚晶體密度計算公式是解答本題的關鍵?!窘馕觥?:6:32b3:a3分子晶體18、略
【分析】【分析】
每個C周圍有4個硅,C和Si的最短距離為體對角線的四分之一,先計算金剛石晶胞中碳的個數(shù),再根據(jù)公式計算空間利用率。
【詳解】
⑴每個C周圍有4個硅,因此C的配位數(shù)為4;故答案為:4。⑵C和Si的最短距離為體對角線的四分之一,因此故答案為:188。⑶金剛石晶胞中有個碳,假設C的原子半徑為r,則金剛石晶胞參數(shù)為金剛石晶體中原子的空間利用率故答案為:34%?!窘馕觥?18834%19、略
【分析】【詳解】
題圖中原子的堆積方式為六方最密堆積。六棱柱底部正六邊形的面積=6×a2cm2,六棱柱的體積=6×a2ccm3,該晶胞中Zn原子個數(shù)為12×+2×+3=6,已知Zn的相對原子質量為65,阿伏伽德羅常數(shù)的值為NA,則Zn的密度ρ==g·cm-3?!窘馕觥苛阶蠲芏逊e(A3型)20、略
【分析】【詳解】
(1)晶胞中每個頂點的鎢原子為8個晶胞所共有,體心鎢原子完全為該晶胞所有,故晶胞中鎢原子個數(shù)為故答案為:2;
(2)已知金屬鎢的密度為ρ,鎢的相對原子質量是M,每個晶胞中含有2個鎢原子,則每個晶胞的質量為又因為每個晶胞的體積為a3,所以晶胞的密度解得故答案為:0.3163nm;
(3)晶胞體對角線的長度為鎢原子半徑的4倍,則計算得出鎢原子半徑為故答案為:0.137nm;
(4)每個晶胞中含2個鎢原子,鎢原子為球狀,根據(jù)則體心立方結構的空間利用率為故答案為:68%?!窘馕觥?0.3163nm0.137nm68%21、略
【分析】【詳解】
(1)元素Na的焰色反應呈黃色;激發(fā)態(tài)Na原子,價電子由3s能級激發(fā)到3p能級,其價電了軌道表示式為答案:黃;
(2)KBr具有NaCl型的晶體結構,都屬于離子晶體。但其熔點比NaCl低,原因是K+半徑Na+大,Br-半徑大于Cl-,KBr中離子鍵較弱,晶格能較低,所以KBr熔點比NaCl低。答案:K+的半徑大于Na+,Br-半徑大于Cl-,KBr中離子鍵較弱,晶格能較低。
(3)①根據(jù)晶胞的結構及A;B兩點的坐標可知;C的原子坐標為(1,0.75,0.5);答案:(1,0.75,0.5)。
②根據(jù)晶胞結構可知,晶體中Cl構成的多面體包含20個三角形的面;與Cl緊鄰的Na個數(shù)為4;答案:20;4。
③根據(jù)均攤法可知,該晶體中含有2個Na和
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